【導讀】在zai現xian代dai汽qi車che和he工gong業ye應ying用yong中zhong，可ke靠kao性xing至zhi關guan重zhong要yao。從cong汽qi車che域yu控kong製zhi器qi
，到dao工gong業ye應ying用yong中zhong的de計ji算suan機ji數shu控kong等deng產chan品pin，無wu論lun最zui終zhong產chan品pin是shi簡jian單dan還hai是shi複fu雜za，如ru果guo不bu能neng保bao證zheng可ke靠kao性xing，就jiu很hen可ke能neng損sun害hai製zhi造zao商shang的de聲sheng譽yu。此ci外wai，還hai需xu要yao考kao慮lv保bao修xiu維wei修xiu的de成cheng本ben

，甚shen至zhi是shi召zhao回hui產chan品pin的de成cheng本ben。

在zai現xian代dai汽qi車che和he工gong業ye應ying用yong中zhong
，可ke靠kao性xing至zhi關guan重zhong要yao。從cong汽qi車che域yu控kong製zhi器qi
，到dao工gong業ye應ying用yong中zhong的de計ji算suan機ji數shu控kong等deng產chan品pin
，無wu論lun最zui終zhong產chan品pin是shi簡jian單dan還hai是shi複fu雜za，如ru果guo不bu能neng保bao證zheng可ke靠kao性xing，就jiu很hen可ke能neng損sun害hai製zhi造zao商shang的de聲sheng譽yu。此ci外wai，還hai需xu要yao考kao慮lv保bao修xiu維wei修xiu的de成cheng本ben
，甚shen至zhi是shi召zhao回hui產chan品pin的de成cheng本ben。

然(ran)而(er)，電(dian)子(zi)電(dian)路(lu)總(zong)歸(gui)都(dou)會(hui)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)，可(ke)能(neng)是(shi)由(you)於(yu)外(wai)部(bu)影(ying)響(xiang)，也(ye)可(ke)能(neng)是(shi)由(you)於(yu)組(zu)件(jian)隨(sui)時(shi)間(jian)推(tui)移(yi)性(xing)能(neng)下(xia)降(jiang)而(er)引(yin)起(qi)。因(yin)此(ci)
，根(gen)據(ju)良(liang)好(hao)的(de)設(she)計(ji)實(shi)踐(jian)
，建(jian)議(yi)采(cai)用(yong)電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)，以(yi)確(que)保(bao)將(jiang)故(gu)障(zhang)的(de)影(ying)響(xiang)降(jiang)至(zhi)最(zui)低(di)。

本文介紹了標準電路保護器件的局限性，以及如何利用電子保險絲改進設計。

最常見（且成本最低）的(de)電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)形(xing)式(shi)就(jiu)是(shi)普(pu)通(tong)的(de)保(bao)險(xian)絲(si)。此(ci)類(lei)保(bao)險(xian)絲(si)通(tong)常(chang)基(ji)於(yu)熔(rong)點(dian)溫(wen)度(du)較(jiao)低(di)的(de)金(jin)屬(shu)絲(si)或(huo)薄(bo)金(jin)屬(shu)帶(dai)。保(bao)險(xian)絲(si)通(tong)常(chang)被(bei)插(cha)入(ru)電(dian)源(yuan)供(gong)電(dian)線(xian)路(lu)中(zhong)，超(chao)過(guo)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)時(shi)
，保(bao)險(xian)絲(si)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)量(liang)會(hui)使(shi)金(jin)屬(shu)絲(si)/金屬帶熔斷，從而使電路與電源斷開連接。

這種斷開通常不是瞬時的，保險絲“熔斷”所(suo)需(xu)的(de)時(shi)間(jian)與(yu)故(gu)障(zhang)電(dian)流(liu)大(da)小(xiao)成(cheng)反(fan)比(bi)。如(ru)果(guo)電(dian)流(liu)僅(jin)略(lve)高(gao)於(yu)保(bao)險(xian)絲(si)額(e)定(ding)值(zhi)
，它(ta)可(ke)能(neng)會(hui)繼(ji)續(xu)通(tong)過(guo)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)
，從(cong)而(er)影(ying)響(xiang)供(gong)電(dian)軌(gui)，導(dao)致(zhi)電(dian)路(lu)故(gu)障(zhang)或(huo)損(sun)壞(huai)。

保險絲的使用並不方便；一旦保險絲熔斷，就需要更換（通常需要由用戶進行更換）。如果用戶（無意或故意）使用了錯誤的額定值，則會構成火災風險。

圖 1：保險絲和 PPTC 熱敏電阻通常用於電路保護

對於電路保護
，還可以使用其他器件
，如正溫度係數 (PTC) 熱敏電阻。這些安裝在 PCB 上的器件電阻會隨著溫度升高而增加
，從而限製電流流動。隻要過流不太大（否則 PTC 熱敏電阻將變為開路），隨著電流的減小，溫度將會下降，並恢複正常運行。

雖然不再需要更換保險絲，但 PTC 熱敏電阻是非線性的
，而且鑒於其工作原理，不適用於寬溫度範圍的應用。

電子保險絲

電子保險絲（也稱 eFuses
，此術語由安森美 (onsemi) 在首次推出此類器件時創造）是當今提供基本的電路保護功能以及許多附加功能的一種替代方案。通常，它們能夠提供過流（包括短路）

、過壓、反向電流和過熱保護。

盡(jin)管(guan)這(zhe)些(xie)創(chuang)新(xin)器(qi)件(jian)有(you)許(xu)多(duo)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)，但(dan)它(ta)們(men)通(tong)常(chang)用(yong)於(yu)熱(re)插(cha)拔(ba)情(qing)況(kuang)，或(huo)者(zhe)經(jing)常(chang)出(chu)現(xian)電(dian)源(yuan)故(gu)障(zhang)的(de)場(chang)景(jing)。此(ci)外(wai)
，還(hai)可(ke)用(yong)於(yu)極(ji)有(you)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)負(fu)載(zai)故(gu)障(zhang)的(de)應(ying)用(yong)，或(huo)需(xu)要(yao)限(xian)製(zhi)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)的(de)係(xi)統(tong)。

使(shi)能(neng)引(yin)腳(jiao)與(yu)高(gao)精(jing)度(du)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)機(ji)製(zhi)相(xiang)結(jie)合(he)，使(shi)該(gai)器(qi)件(jian)融(rong)合(he)了(le)負(fu)載(zai)開(kai)關(guan)和(he)保(bao)險(xian)絲(si)的(de)功(gong)能(neng)，成(cheng)為(wei)現(xian)代(dai)配(pei)電(dian)架(jia)構(gou)中(zhong)負(fu)載(zai)點(dian)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)基(ji)本(ben)構(gou)建(jian)模(mo)塊(kuai)。

dianzibaoxiansidezhuyaoyoushizaiyulinghuoxinghezidongfuweigongneng，wuxuyonghujinxingganyu。zuoweizhinengqijian，zhexieewaitexingshidianzibaoxiansinenggouzaixitongzhongshixiangengduogongneng，erbujinxianyuguoya/過流保護（電子保險絲在這些方麵表現出色）。

例如，許多電子保險絲都包括power good（“PGOOD”）引yin腳jiao，可ke以yi與yu係xi統tong控kong製zhi器qi配pei合he使shi用yong，精jing確que地di按an序xu導dao通tong供gong電dian軌gui。一yi些xie電dian子zi保bao險xian絲si還hai包bao括kuo三san態tai引yin腳jiao

，可ke用yong於yu確que保bao同tong時shi導dao通tong和he關guan斷duan多duo個ge供gong電dian軌gui。

電子保險絲能夠檢測反向電流（傳統保險絲無法實現）

，因此在需要 ORing 的冗餘電源應用中非常有用。此外
，也適用於在係統關斷後需要大容量電容保持電荷的情況，通常用於限製啟動時的浪湧電流。

圖 2：電子保險絲提供多種功能來增強保護。

在許多應用中，電容（或容性負載）可能會帶來挑戰，導致較大的湧入電流
，從而可能損壞元件或 PCB 線路。電子保險絲可以提供多種功能來幫助設計人員解決這一問題，例如自恢複或限製浪湧電流
，使電容以受控方式充電。

作為智能器件
，電子保險絲可以監測溫度、電壓和電流，並將數據傳遞給係統控製器。這在檢測故障早期預警信號時尤為有用。

汽車應用中的電子保險絲

suizheyuelaiyueduodejishubeiyingyongdaoqichezhong，weiquebaokekaoyunxinghefangzhisunhuai，duiyudianlubaohudexuqiuyesuizhizengjia。dianlubaohuzaiqichezhongyouweizhongyao，yinweidianchidedianliunenglizuyipohuaijingmidedianziyuanjian。

電子保險絲通常用於子係統（例如抬頭顯示器或信息娛樂係統）的電力線中，以便在發生故障時斷開和關閉這些係統。

在部分位於車輛外部的係統中，外部元件損壞可能會導致短路，從而損壞內部電路。例如車載資訊係統
，其外部 LNA 和 GPS 天線通過電子保險絲連接，以保護車內電路。

如果將車輛係統劃分為不同區域，則可以在係統內級聯電子保險絲，提供整體保護以及子係統保護。

圖 3：有時汽車域控應用中會使用級聯電子保險絲。

例如
，在先進駕駛輔助係統 (ADAS) yukongzhiqizhong，keyizaidianyuanhezhuxitongzhijianlianjiezhubaoxiansi
，ercijibaoxiansikeyiyongyubaohuxitongwaishe，ruwaibuanzhuangdechaoshengbotingchefuzhuchuanganqidanyuan。

xiandaiqichezhongdexianshushiyigefuzadezixitong。yidancheliangzuzhuangwancheng
，xianshudegenghuanchengbengaoqiecaozuokunnan，yincibaohuzhiguanzhongyao。xianshulianjiezhexuduohaodianshebei（風扇、車窗電機、空調、其他執行器）。通常在這些係統前會使用保險絲，從而保護線束免受過大電流的影響。

最新電子保險絲技術示例

安森美 NIV(S)3071 是一款 60 VDC、65 VTR 的電子保險絲
，將四個獨立通道集成到單個 5.0 mm x 6.0 mm 封裝中，每個通道可支持高達 2.5A 的連續電流（共 10A）。每個通道的 RDSon 值僅為 80 mΩ，確保將電子保險絲內的能耗降至最低。

所有通道都具備可配置電流限製，其他功能包括輸出電壓箝位、指示故障的數字標誌、可配置的電流動作時間以及固定的 1 ms 軟啟動。

NIV3071 能夠在 -40ºC 到 +150ºC 的結溫 (TJ) 範圍內工作，並提供 2 kV 的 ESD 保護
，非常適用於要求苛刻的汽車應用，包括 12V 和 48V。

NIV(S)4461 是一款電子保險絲，可在工業自動化、電信、計算等應用中提供過流、欠壓和浪湧電流保護。該器件可支持電壓高達 360 V 的連續電流。

該器件的顯著特點包括低電阻（典型 RDSon = 39 mΩ）和快速動作時間。該器件還包括可編程電流限製 (21-157A)、欠壓和可調擺率控製。用戶可配置的功能包括閂鎖和自恢複。

 NIV(S)4461 采用 DFNN1024 封裝，尺寸僅為 3.0 mm x 3.0 mm。它采用行業標準引腳布局
，符合 UL2367 和 IEC62368 標準。

總結

電路保護是現代設計的重要組成部分，能夠確保電路和係統可靠性，並在發生故障或意外情況時最大程度地減少損壞。

盡管傳統保險絲提供了一定程度的保護，但現代電子保險絲具備更高的精度

、更大的靈活性和更廣泛的功能集
，顯著提高了保護水平。

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